JP2005078828A - 照明装置および照明装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 商用電源を有機ＥＬ素子の電源として利用する際に、ちらつきや騒音の生じない照明装置および照明装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬ素子１０を光源とする照明装置１００に、交流入力電源ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段２０と、コンバータ手段２０から供給される直流電流をオン／オフして有機ＥＬ素子１０に対して順方向の電流を間欠的に供給するスイッチング手段３０と、交流入力電源ＰＳよりも高いスイッチング周波数でスイッチング手段３０のオン／オフを切り換えさせるとともに、スイッチング手段３０がオンされる時間とオフされる時間との比を制御する制御手段と、を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機ＥＬ素子を光源として所定箇所を照らす照明装置および照明装置の駆動方法に関する。

近年、自発光素子として有機ＥＬ素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、有機化合物からなる薄膜の発光層を電極で挟持した構成で、電極間に電流を供給すると発光する素子である。有機ＥＬ素子を液晶表示装置のバックライトや照明装置の光源として利用した場合、照明部分の薄型化が可能なことから、装置全体の小型化、軽量化が容易となる。

有機ＥＬ素子は電極間に供給される電流の方向によって発光又は消灯するため、直流が供給されると常時発光し、交流が供給されると点滅発光する。点滅発光では、常時発光時と比べて輝度は低下するものの発光寿命が向上するため、有機ＥＬ素子を照明装置に適用する場合には交流電源を利用することが好ましい（例えば、特許文献１参照）。また、一般家庭等で用いる照明装置の場合、商用電源として供給されている約１００Ｖの交流を利用するのが簡便な方法である。そこで、特許文献１に記載の照明装置においては、商用電源を変圧器により電圧降下させた交流電流を供給して有機ＥＬ素子を発光させるようにしている。
特開２００１−２０３０７７号公報

しかしながら、従来の照明装置（特許文献１）では、輝度の制御を行っていないため、供給される商用電源の電圧変動によって有機ＥＬ素子の輝度が変動し、ちらつきが生じる場合があった。さらに、商用電源の周波数は、人の目にちらつきと感じやすい５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである上、人の耳の可聴周波数帯域に属することから、発振音が利用者に不快な騒音として感じられる場合があった。
本発明の課題は、商用電源を有機ＥＬ素子の電源として利用する際に、ちらつきや騒音の生じない照明装置および照明装置の駆動方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置において、交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段と、前記コンバータ手段から供給される直流電流をオン／オフして前記有機ＥＬ素子に対して順方向の電流を間欠的に供給するスイッチング手段と、前記交流入力電源よりも高いスイッチング周波数で前記スイッチング手段のオン／オフを切り換えさせるとともに、前記スイッチング手段がオンされる時間とオフされる時間との比を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記スイッチング手段のオン／オフを切り換えることにより、前記有機ＥＬ素子に供給される直流電流の向きが順方向／逆方向に切り換わることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の照明装置において、前記有機ＥＬ素子に流れる電流値を検知する電流検知手段を有し、前記制御手段は、前記電流検知手段が検知した電流値に基づいて、前記有機ＥＬ素子に対して供給される順方向の電流の電流値を制御することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の照明装置において、前記制御手段は、前記電流検知手段が所定値以上の電流値を検知した場合、前記有機ＥＬ素子に対する順方向の電流供給を停止するように前記スイッチング手段を制御することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置において、前記スイッチング周波数は２０ｋＨｚ以上であることことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置において、前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置において、前記照明装置は、通過する光の偏向状態を変化させて画像表示を行う液晶表示装置の光源であること特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置において、前記有機ＥＬ素子は、異なる２以上の発光極大波長を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、有機ＥＬ素子を光源とする照明装置の駆動方法において、交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、前記有機ＥＬ素子に対して順方向に供給される直流電流をオン／オフするスイッチング手段のオン／オフの切り換えを前記交流入力電源よりも高いスイッチング周波数で行わせて前記有機ＥＬ素子に対して順方向の電流を間欠的に供給するとともに、前記スイッチング手段がオンされる時間とオフされる時間との比を制御する、ことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の照明装置の駆動方法において、前記直流電流のオン／オフを切り換えることにより、前記有機ＥＬ素子に供給される直流電流の向きが順方向／逆方向に切り換わることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項９〜１０のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機ＥＬ素子に供給される電流値を検知し、検知された電流値に基づいて、前記有機ＥＬ素子に対して供給される順方向の電流の電流値を制御することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の照明装置の駆動方法において、検知された電流値が所定値以上の場合、前記有機ＥＬ素子に対する順方向の電流供給を停止する、ことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法において、前記スイッチング周波数は、２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法において、前記有機ＥＬ素子は、異なる２以上の発光極大波長を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、例えば、商用電源等から供給される交流電力を直流電力に変換し、供給された交流電力よりも高い周波数で順方向の電流を間欠的に有機ＥＬ素子に供給して、有機ＥＬ素子を商用電源よりも高い周波数で点滅発光させるので輝度のちらつきを防止することができる。また、有機ＥＬ素子に順方向の電流が供給される時間を制御して、予め固定された値又は外部調光機構等により可変的に指示される値となるように照明装置の輝度を設定することができる。

請求項２に記載の発明によれば、スイッチング手段のオン／オフを切り換えることにより、有機ＥＬ素子に対して交流電流を供給することができるので、発光寿命の向上を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、電流検知手段により検知された電流値に基づいて発光効率が最適になるような電流値の電流を有機ＥＬ素子に供給することができ、寿命特性の向上、省消費電力を実現することができる。

請求項４に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に所定値以上の電流が流れると、有機ＥＬ素子に対する電力供給を停止させるので、過熱や消費電力の無駄を防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、スイッチング手段のスイッチング周波数を可聴周波数帯域よりも高い２０ｋＨｚ以上とすることにより、耳障りな発振音の発生を防止し、利用者に騒音を感じさせないようにすることができる。

請求項６に記載の発明によれば、単体の有機ＥＬ素子を複数直列に接続することにより、有機ＥＬ素子１個当たりの駆動電圧を分圧することができるため、高電圧時の発光効率を向上させた有機ＥＬ素子の駆動が容易になる。

請求項７に記載の発明によれば、液晶表示装置のバックライトとして用いることにより液晶表示装置の薄型化に貢献することができる。

請求項８に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子が異なる２以上の発光極大波長を有することにより、光源の白色化が容易になる。

請求項９に記載の発明によれば、例えば、商用電源等から供給される交流電力を直流電力に変換し、供給された交流電力よりも高い周波数で順方向の電流を間欠的に有機ＥＬ素子に供給して、有機ＥＬ素子を商用電源よりも高い周波数で点滅発光させるので輝度のちらつきを防止することができる。また、有機ＥＬ素子に順方向の電流が供給される時間を制御して、予め固定された値又は外部調光機構等により可変的に指示される値となるように照明装置の輝度を設定することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、スイッチング手段のオン／オフを切り換えることにより、有機ＥＬ素子に対して交流電流を供給することができるので、発光寿命の向上を図ることができる。

請求項１１に記載の発明によれば、電流検知手段により検知された電流値に基づいて発光効率が最適になるような電流値の電流を有機ＥＬ素子に供給することができ、寿命特性の向上、省消費電力を実現することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子に所定値以上の電流が流れると、有機ＥＬ素子に対する電力供給を停止させるので、過熱や消費電力の無駄を防止することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、スイッチング手段のスイッチング周波数を可聴周波数帯域よりも高い２０ｋＨｚ以上とすることにより、耳障りな発振音の発生を防止し、利用者に騒音を感じさせないようにすることができる。

請求項１４に記載の発明によれば、単体の有機ＥＬ素子を複数直列に接続することにより、有機ＥＬ素子１個当たりの駆動電圧を分圧することができるため、高電圧時の発光効率を向上させた有機ＥＬ素子の駆動が容易になる。

請求項１５に記載の発明によれば、有機ＥＬ素子が異なる２以上の発光極大波長を有することにより、光源の白色化が容易になる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための第１〜第３の最良の形態について説明する。第１および第２の最良の形態は、図１に示す有機ＥＬ素子１０を光源として用いた照明装置および照明装置の駆動方法に係るものであり、第３の最良の形態は第１および第２の最良の形態で示す照明装置をバックライトとして利用した液晶表示装置に係るものである。

〔第１の最良の形態〕
まず、本発明を実施するための第１の最良の形態について図１〜図３に基づき説明する。図１に本発明に係る照明装置の光源として用いられる有機ＥＬ素子１０を模式的に示す。図１に示すように、有機ＥＬ素子１０は、基板１１上に、陽極１２と、発光層を含む有機層１３と、陰極１４とを備え、これらの層が順に積層されている。

有機ＥＬ素子１０に対して外部から陽極１２および陰極１４を介して電流を供給すると、有機層１３において注入された電子および正孔が結合し、有機分子が励起される。励起された有機分子が基底状態に戻る際、その差分のエネルギーを光として放射する。有機層１３から放射される光は陽極１２、基板１１を透過して射出される。なお、有機ＥＬ素子１０の構成はこれに限られるものではなく、薄膜の陰極材料と透過率の高い陽極材料を積層した実質的に透明な陰極から光を射出するトップエミッションの構成にしても良い。

次に、基板１１について説明する。基板１１は、ソリッド基板、フレキシブル基板のいずれであってもよい。ソリッド基板の基材としては、ガラス、石英等が用いられる。フレキシブル基板の基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等が用いられる。

また、有機ＥＬ素子１０を照明装置の光源として利用するときは白色化するのが望ましいが、単一の発光材料で白色を示すものが無い。このため、白色化する方法として、異なる発光極大波長を示す２つ以上の発光材料から発光層を構成してもよいし、発光層から発光される少なくとも１つ以上の発光極大波長と、発光層からの光を励起光として吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を放出させることで、励起光より長波長領域の光を発光する蛍光材料を発光層や基板１１等に分散させて、異なる２つ以上の発光極大波長により白色化するものであっても良い。

次に、各層について説明する。
陽極１２は、光を透過する透明電極であり、例えば、インジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、金、酸化スズ、酸化亜鉛等の仕事関数が４ｅＶ以上で透過率が４０％以上の導電材料により構成することができる。

有機層１３の構成は、発光層のみからなる単層構成であってもよいし、発光層を正孔輸送層と電子輸送層とで挟んだ３層構成等の複数層構成であってもよい。有機層１３は数ｎｍ〜数μｍの厚さに構成される。

発光層は有機化合物または錯体からなる有機発光材料を含んで構成される。効率よく発光させるためには、キャリアの移動距離を短くすることが有効であり、発光層を薄膜に形成することが望ましい。有機発光材料としては、一重項励起状態から基底状態に戻るときにそのエネルギー差を蛍光として放射する蛍光発光材料および三重項励起状態から基底状態に戻るときのエネルギー差を燐光として放射する燐光発光材料のいずれを用いてもよいが、発光効率および発光寿命の観点から燐光発光材料を用いることが特に好ましい。

なお、有機分子は一般に湿気や酸素に弱く、特に励起状態にあるときに大気中の酸素や水分と反応して劣化する確率が高い。そこで、有機ＥＬ素子において窒素等の不活性ガスの雰囲気下で金属管やガラス管等により有機層１３を覆って封止し、外部雰囲気から遮蔽するのが一般的であるが、本願においては説明の簡略化のため、有機ＥＬ素子１０の封止の図面や説明は省略している。

正孔輸送層は陽極１２と接するように設けられる。電子輸送層は陰極１４と接するように設けられる。また、有機層１３を複数層構成とする場合、フッ化リチウム層や無機金属塩の層、またはそれらを含有する層などを任意の位置に配置してもよい。

陰極１４は、光を反射する反射電極であり、例えば、アルミニウム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、銀、カルシウム等の仕事関数が４ｅＶ未満で、反射率が６０％以上の金属材料から構成することができる。

次に、上記有機ＥＬ素子１０を適用した照明装置１００について説明する。
図２に本発明を実施するための第１の最良の形態の照明装置１００の駆動回路１００ａの構成例を示す。図２に示すように、照明装置１００は、有機ＥＬ素子１０の他に、コンバータ手段２０と、スイッチング手段３０と、電流検知手段４０と、制御手段５０と、を有し、交流入力電源ＰＳから電力供給を受ける。

交流入力電源ＰＳは、如何なるものであってもよいが、例えば、１００Ｖ、周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用電源を用いることができる。

コンバータ手段２０は交流入力電源ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換するもので、全波整流ブリッジ回路２１を用いて構成することができる。また、キャパシスタンスＣ３を用いて構成される平滑化回路２２を有し、平滑化回路２２により平滑化された直流電力がスイッチング手段３０に供給される。なお、コンバータ手段２０は、図示した構成に限定されるものではなく、例えば、周波数制御によるスイッチング電源等を利用してもよい。

スイッチング手段３０は、コンバータ手段２０から供給される直流電力の電流の向きを順方向と逆方向とに切り換えて有機ＥＬ素子１０に供給するもので、第１トランジスタＴｒ１、第２トランジスタＴｒ２、第３トランジスタＴｒ３、第４トランジスタＴｒ４の４つのトランジスタを用いて構成される。各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等から構成することができ、オン／オフの切り換えは制御手段５０から供給される制御信号ＶＣ１、ＶＣ２により制御される。

電流検知手段４０は、有機ＥＬ素子１０に直列に接続され、有機ＥＬ素子１０に流れる電流を検知して、制御手段５０に検知した電流値を出力するもので、抵抗Ｒ１及びＬＰＦ４１等を用いて構成することができる。ＬＰＦ４１は、検出信号を安定化するために抵抗Ｒ１により検知した交流電流を整流化して制御手段５０に供給する。

制御手段５０は、電流検知手段４０から入力された電流値に基づいて、スイッチング手段３０を構成する各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４に制御信号ＶＣ１、ＶＣ２を供給して、各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４をオン／オフする。

図３に、制御手段５０から供給される制御信号ＶＣ１の波形を示す。なお、制御信号ＶＣ２は制御信号ＶＣ１を反転させたものであり、制御手段５０からは制御信号ＶＣ１、ＶＣ２により、トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ３と、トランジスタＴｒ２およびトランジスタＴｒ４とを交互にオン／オフさせるようなパルス波が供給される。

制御手段５０からの制御信号ＶＣ１により第１トランジスタＴｒ１および第３トランジスタＴｒ３がオンされると、第２トランジスタＴｒ２および第４トランジスタＴｒ４はオフとなり、電流は第１トランジスタＴｒ１→有機ＥＬ素子１０→第３トランジスタＴｒ３と流れる。この場合、順方向の電流が供給され、有機ＥＬ素子１０は発光する。

一方、制御手段５０からの制御信号ＶＣ２により第２トランジスタＴｒ２および第４トランジスタＴｒ４がオンされると、第１トランジスタＴｒ１および第３トランジスタＴｒ３はオフとなり、電流は第４トランジスタＴｒ４→有機ＥＬ素子１０→第２トランジスタＴｒ２と流れる。この場合、逆方向の電流が供給され、有機ＥＬ素子１０は消灯する。

すなわち、スイッチング手段３０の各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４を周期的にオン／オフすることにより、有機ＥＬ素子１０に対して順方向の電流が間欠的に供給される。

制御信号ＶＣ１、ＶＣ２が各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４をオン／オフするスイッチング周波数（ｆ＝１／Ｔ）は交流入力電源ＰＳよりも高く設定されている。例えば、交流入力電源ＰＳとして周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用電源を用いた場合、商用電源よりも高い周波数で有機ＥＬ素子１０を点滅発光させることができるので、輝度のちらつきを防止することができ、発光寿命を向上することができる。

このスイッチング周波数は人の耳の可聴周波数帯域を越える周波数、例えば、２０ｋＨｚ以上とするとより好ましい。これにより耳障りな発振音の発生を防止することができる。

また、制御手段５０は、照明装置１００の図示しないのコントロール部（例えば、マイコン等）から指定される輝度値、あるいはメモリ（図示略）等に記憶された輝度値に従った固定的又は可変的な値のデューティ比によりスイッチング手段３０をオン／オフする。ここで、デューティ比は、制御信号ＶＣ１、ＶＣ２により、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３をオンし、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ４についてはオフさせる時間（ｔ１）とトランジスタＴｒ２、Ｔｒ４をオンし、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３についてはオフさせる時間（ｔ２）の比を指す。すなわち、制御手段５０から出力されるパルス波のデューティ比は固定されたものでもよいし、可変的であってもよく、制御手段５０は、指定された輝度値に従ったデューティ比を有するパルス波をそれぞれのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４に供給し、有機ＥＬ素子１０に対して電流を順方向に供給する時間（ｔ１）と逆方向に供給する時間（ｔ２）との比（ｔ１／ｔ２）を固定的に又は可変的に制御する。

図３に示すように、デューティ比を大（ｔ１＞ｔ２）とした場合、有機ＥＬ素子１０に順方向の電流が供給される時間が長くなり、高輝度が達成される。一方、デューティ比を小（ｔ１＜ｔ２）とした場合、有機ＥＬ素子１０に順方向の電流が供給される時間が短くなり、輝度が低下する。

すなわち、制御手段５０は、照明装置１００の輝度が常に固定された値となるように予め設定された値にデューティ比に固定してもよいし、例えばダイヤル等により使用者等が所望の輝度に調整可能な外部調光機構を設け、この様な外部調光機構により使用者等が設定した輝度値となるようにデューティ比を可変的に制御してもよい。

さらに、制御手段５０は、電流検知手段４０から入力される電流値に基づき、有機ＥＬ素子１０に供給する順方向の電流を予め設定された所定の値（目標値）になるように制御する。ここで、順方向に供給する電流の電流値は、有機ＥＬ素子１０の発光効率が最適になるように制御するのが好ましい。

また、ショートなどで有機ＥＬ素子１０に所定値以上の電流が供給されていると判断した場合、スイッチング手段３０に対する制御信号ＶＣ１、ＶＣ２の供給を停止して、全トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４をオフさせて、有機ＥＬ素子１０への電流供給を停止する。これにより過熱や無駄な消費電力を抑えることができる。

なお、図２において、スイッチング手段３０を４つのトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４を用いて構成したが、本発明に係る照明装置１００の駆動回路１００ａはこれに限定されるものではない。

例えば、図４に示すように、スイッチング手段３０を１つのトランジスタＴｒ１０から構成してもよい。要は、コンバータ手段２０から供給される直流電流を有機ＥＬ素子１０に対して順方向に間欠的に供給して、有機ＥＬ素子１０を点滅発光させる様な構成であればよい。

また、電流検知手段４０は、必ずしもＬＰＦを備えなければならないものではない。図４に示すように、電流検知手段４０を抵抗Ｒ１を用いて構成し、抵抗Ｒ１に流れる電流値を検出して制御手段５０に出力する構成であってもよい。

また、制御手段５０の具体的な構成として、例えば、図３に示すように、オペアンプＯＰ１とパルス発生手段５１とを用いたものを挙げることができる。

パルス発生手段５１は、オペアンプＯＰ１に対して、パルス発生手段５１により制御の基準となる基準パルスＶ１を与えるものである。パルス発生手段５１は、予め設定された値、あるいは上記コントロール部から指定される値や調光器等の外部から指定される値にしたがって、所定のデューティ比および電圧値を有する基準パルスＶ１を生成してオペアンプの入力端子（＋）に入力する。

オペアンプＯＰ１の入力端子（−）には、電流検知手段４０による検出値、すなわち抵抗Ｒ１の両端電圧（検出電圧）が入力される。オペアンプＯＰ１は、検出電圧と基準パルスＶ１との比較により、有機ＥＬ素子１０に供給される電流値がＶ１／Ｒ１となるようにフィードバック制御を行う。また、デューティ比の制御については、基準パルスＶ１のデューティ比に従って、スイッチング手段３０を構成するトランジスタＴｒ１０のオン／オフ制御を行う。

〔第２の最良の形態〕
次に、本発明を実施するための第２の最良の形態を図５に基づき説明する。図５に示すように、第２の最良の形態の照明装置１５０が第１の最良の形態の照明装置１００と異なるのは、有機ＥＬ素子１０を駆動する駆動回路１５０ａにおいて、電流検知手段４０を一部変更して電流検知手段４５とした点と、電流値制御手段６０を付加した点である。上記第１の最良の形態の照明装置１００と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略し、構成が異なる点についてのみ説明する。

電流検知手段４５は、第１の最良の形態の電流検知手段４０に対して、有機ＥＬ素子１０に供給されるピーク電流値を保持して制御手段５０に出力するピークホールド回路（以下、「ＰＨ」と略記する。）４２を付加した構成となっている。制御手段５０によりデューティ比が変化し、有機ＥＬ素子１０に順方向に電流が供給される時間が変化しても、ＰＨ４２から制御手段５０に出力されるピーク電流値は変化しないようになっている。

電流値制御手段６０は、可変抵抗Ｒ１０を用いて構成することができる。電流値制御手段６０は、制御手段５０から供給される制御信号ＶＣ３により可変抵抗Ｒ１０の抵抗値を切り換えて、発光効率が最適となるようなピーク電流値の電流が有機ＥＬ素子１０に供給されるように、有機ＥＬ素子１０に印加する電圧を変化させる。なお、電流値制御手段６０の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、定電流源を備え、定電流源の出力電流を可変する構成としてもよい。

制御手段５０は、ＬＰＦ４１を介して出力される電流値に基づき、制御信号ＶＣ１，ＶＣ２をスイッチング手段３０に供給してデューティ比を制御して輝度制御を行うとともに、ＰＨ４２から供給されるピーク電流値に基づき、制御信号ＶＣ３を電流値制御手段６０に与え、有機ＥＬ素子１０に供給されるピーク電流値を調整する。この様に、有機ＥＬ素子１０に供給される電流値を最適なものに制御することにより、省消費電力、寿命特性の向上を図ることができる。

なお、第２の最良の形態においても、第１の最良の形態の照明装置１００と同様に、スイッチング手段３０、制御手段５０の構成を図３において示した構成と同様のものにしてもよいのは勿論である。

また、本発明に係る照明装置は、上記第１および第２の最良の形態の照明装置１００、１５０に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能であるのは勿論である。例えば、有機ＥＬ素子１０の数は特に限定されるものではなく、複数の有機ＥＬ素子１０を例えば直列に接続して設けてもよい。有機ＥＬ素子１０は低電圧で発光するため、これを複数直列接続することにより、駆動電源電圧が高くても分圧して駆動することができるので、例えば商用電源をそのまま電圧変換することなく用いることができ汎用性を得ることができる。

図６に、有機ＥＬ素子１０を複数直列接続した例を示す。各有機ＥＬ素子１０は発光面１１ａに対して長尺に形成され、互いに所定間隔をあけて平行に配置されている。平行配置された有機ＥＬ素子１０は、基板１１にパターニングされた配線１５により互いに直列に接続されている。また、基板１１の発光面１１ａ側には基板と略同一の大きさに形成された拡散板１６が設けられている。拡散板１６は、各有機ＥＬ素子１０からライン状に放射される光を拡散して面発光とするものである。なお、配線１６により図２、図４および図５に示す駆動回路１００ａ、１５０ａにそれぞれ接続される。

有機ＥＬ素子１０により面光源とする場合に、単一の有機ＥＬ素子１０から構成するよりも、上記の様に、ストライプ状に形成した有機ＥＬ素子１０を複数直列接続して構成する場合の方が、分圧により発光効率を向上することができ、かつ、発光面積の減少による製造歩留まりの点においても優れている。

〔第３の最良の形態〕
次に、本発明を実施するための第３の最良の形態として、上記に示した照明装置１００又は照明装置１５０をバックライト１２０として利用した液晶表示装置２００について図７を参照して説明する。

図７に模式的に示すように、液晶表示装置２００は、バックライト１２０と、液晶パネル１４０等を備えている。

バックライト１２０は、有機ＥＬ素子１０、基板１１、プリズムシート１５を備えている。なお、図示していないが、有機ＥＬ素子１０は、上記照明装置１００又は照明装置１５０と同様の駆動回路１００ａ又は１５０ａにより駆動される。

有機ＥＬ素子１０から発せられる白色光は、透明な基板１１を通過して面状に放射され、集光機能を備えるプリズムシート１５により液晶パネル１４０の方向に向けられて、面状に射出される。

図７に示す液晶パネル１４０は、一般に２枚偏光板方式と称される構造を有し、バックライト１２０側から順に、偏光板１４１、基板１４２、液晶層１４３、カラーフィルタ１４４、基板１４５、偏光板１４６等が積層されて構成されている。

２枚の基板１４２、１４５上にはそれぞれＩＴＯ等からなる電極（図示略）がパターニングして設けられており、画素毎に電圧を選択的に印加できるようになっている。電極上には配向膜（図示略）が設けられ、配向膜により液晶分子の配向状態が制御される。

バックライト１２０から放射された白色光は偏光板１４１により一定の方向に振動する偏光とされ、これが基板１４２を通過して液晶層１４３に到達する。液晶層１４３は画像情報に応じて電極に印加される電圧により液晶の分子配列を変化させる。液晶の分子配列によって液相層１４３に到達した光の振動方向が変化される。液相層１４３を通過した光は、カラーフィルタ１４４により発色が決定され、透明な基板１４５を通過して偏光板１４６に到達する。偏光板１４６では、液晶層１４３で変化した光の振動方向により、すなわち液相層１４３間に印加した電圧レベルにより、光の透過率が制御され、観察者方向Ｇに向けて光が射出されて、画像が表示される。

すなわち、液晶表示装置２００は、商用電源を交流入力電源ＰＳとして用いた場合にも商用電源より高い周波数で点滅発光するバックライト１２０を光源として利用しているので、光源の寿命が向上するとともに、画像のちらつきを低減することができる。

本発明の一例の有機ＥＬ素子の構成を示した模式図である。 本発明の一例の照明装置１００の回路構成を示した図である。 図２において、制御手段５０からスイッチング手段３０に供給される制御信号ＶＣ１の信号波形を示す図である。 照明装置１００の回路構成の変形例を示した図である。 本発明の他の例の照明装置の回路構成を示した図である。 図２、図４および図５に示す照明装置において、直列接続した複数の有機ＥＬ素子１０を光源とした構成例を示す図である。 本発明の液晶表示装置の一例を示した模式図である。

符号の説明

ＰＳ 交流入力電源
１０ 有機ＥＬ素子
２０ コンバータ手段
３０ スイッチング手段
４０ 電流検知手段
４５ 電流検知手段
５０ 制御手段
６０ 電流値制御手段
１００ 照明装置
１００ａ 駆動回路
１５０ 照明装置
１５０ａ 駆動回路
２００ 液晶表示装置
Ｔ 周期
ｔ１／ｔ２ デューティ比

Claims (15)

1. 有機ＥＬ素子を光源とする照明装置において、
   交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換するコンバータ手段と、
   前記コンバータ手段から供給される直流電流をオン／オフして前記有機ＥＬ素子に対して順方向の電流を間欠的に供給するスイッチング手段と、
   前記交流入力電源よりも高いスイッチング周波数で前記スイッチング手段のオン／オフを切り換えさせるとともに、前記スイッチング手段がオンされる時間とオフされる時間との比を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする照明装置。
2. 前記スイッチング手段のオン／オフを切り換えることにより、前記有機ＥＬ素子に供給される直流電流の向きが順方向／逆方向に切り換わることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記有機ＥＬ素子に流れる電流値を検知する電流検知手段を有し、
   前記制御手段は、前記電流検知手段が検知した電流値に基づいて、前記有機ＥＬ素子に対して供給される順方向の電流の電流値を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記制御手段は、前記電流検知手段が所定値以上の電流値を検知した場合、前記有機ＥＬ素子に対する順方向の電流供給を停止するように前記スイッチング手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記スイッチング周波数は２０ｋＨｚ以上であることことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記照明装置は、通過する光の偏向状態を変化させて画像表示を行う液晶表示装置の光源であること特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 前記有機ＥＬ素子は、異なる２以上の発光極大波長を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 有機ＥＬ素子を光源とする照明装置の駆動方法において、
   交流入力電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、
   前記有機ＥＬ素子に対して順方向に供給される直流電流をオン／オフするスイッチング手段のオン／オフの切り換えを前記交流入力電源よりも高いスイッチング周波数で行わせて前記有機ＥＬ素子に対して順方向の電流を間欠的に供給するとともに、前記スイッチング手段がオンされる時間とオフされる時間との比を制御する、
   ことを特徴とする照明装置の駆動方法。
10. 前記直流電流のオン／オフを切り換えることにより、前記有機ＥＬ素子に供給される直流電流の向きが順方向／逆方向に切り換わることを特徴とする請求項９に記載の照明装置の駆動方法。
11. 前記有機ＥＬ素子に供給される電流値を検知し、
    検知された電流値に基づいて、前記有機ＥＬ素子に対して供給される順方向の電流の電流値を制御することを特徴とする請求項９〜１０のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法。
12. 検知された電流値が所定値以上の場合、前記有機ＥＬ素子に対する順方向の電流供給を停止する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の照明装置の駆動方法。
13. 前記スイッチング周波数は、２０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法。
14. 前記有機ＥＬ素子は複数が直列に接続されて設けられていることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法。
15. 前記有機ＥＬ素子は、異なる２以上の発光極大波長を有することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の照明装置の駆動方法。

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